Bortrifluorid

Strukturformel
Allgemeines
Name	Bortrifluorid
Andere Namen	Trifluorboran Bor(III)-fluorid
Summenformel	BF3
Kurzbeschreibung	farbloses, stechend riechendes, an feuchter Luft rauchendes Gas
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 7637-07-2 ECHA-InfoCard 100.028.699 PubChem 6356 Wikidata Q409602
Eigenschaften
Molare Masse	67,81 g·mol−1
Aggregatzustand	gasförmig
Dichte	3,1 g·l−1
Schmelzpunkt	−127,1 °C
Siedepunkt	−100,4 °C
Löslichkeit	reagiert heftig mit Wasser
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung{{{GHS-Piktogramme}}} H- und P-Sätze H: {{{H}}} EUH: {{{EUH}}} P: {{{P}}}
MAK	2,5 mg·m−3 (Fluorid)
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Bortrifluorid ist eine chemische Verbindung, bestehend aus den Elementen Bor und Fluor. Es besitzt die Summenformel BF₃ und wird manchmal auch als Trifluorboran bezeichnet.

Gewinnung und Darstellung

Bortrifluorid kann gewonnen werden durch:

• Reaktion von Bortrioxid mit Flusssäure:

$\mathrm {B_{2}O_{3}+6\ HF\longrightarrow 2\ BF_{3}+3\ H_{2}O}$

• im großtechnischen Bereich durch Erhitzen von Dibortrioxid oder Borax mit Calciumfluorid und konzentrierter Schwefelsäure
• im Labor durch Thermolyse von Diazoniumtetrafluorboraten
• weiter aus Kalium- oder Natriumfluoroborat und Bortrioxid

$\mathrm {KBF_{4}+2\ B_{2}O_{3}\longrightarrow BF_{3}+KF\cdot B_{4}O_{6}}$

• oder aus Fluorsulfonsäure und Borsäure:

$\mathrm {H_{3}BO_{3}+3\ HSO_{3}F\longrightarrow BF_{3}+3\ H_{2}SO_{4}}$

Eigenschaften

Bortrifluorid bildet eine trigonal-planar Molekülstruktur aus. Es ist eine sehr giftige, bei Raumtemperatur gasförmige chemische Verbindung, die eine kritische Temperatur von −12,3 °C besitzt.

Bortrifluorid ist eine sehr starke Lewis-Säure. Es bildet mit Elektronenpaardonoren Additionsverbindungen. Mit Wasser reagiert es unter Zersetzung zu Borsäure und Flusssäure.

$\mathrm {BF_{3}+3\ H_{2}O\longrightarrow \ B(OH)_{3}+3\ HF}$

Allerdings ist die Hydrolyse im Gegensatz zu anderen Borhalogeniden nicht vollständig, da sich auch das inerte, tetraedrische Tetrafluoroboration (BF₄^-) bildet.

$\mathrm {BF_{3}+\ HF\longrightarrow \ HBF_{4}}$

Verwendung

In der chemischen Industrie kann Bortrifluorid für eine Vielzahl von chemischen Reaktionen als Katalysator bzw. Ausgangsstoff zur Herstellung verschiedener Borverbindungen eingesetzt wird. Gasförmiges Bortrifluorid und Bortrifluorid-Addukte werden hauptsächlich als Katalysatoren oder Co-Katalysatoren benutzt, zum Beispiel bei der Herstellung von Polymeren, hochwertigen Schmierölen, Pharmazeutika, Aroma- und Duftstoffen und weiteren Feinchemikalien sowie zur Synthese von Borverbindungen wie zum Beispiel Alkylboranen, Aminboranen und Reagenzien für die Suzuki-Kupplung. Weiterhin wird es in der Halbleiterindustrie als Borlieferant für die Ionenimplantation (p-Dotierung), zur Oberflächenbehandlung von Stahl und Glas und in Neutronendetektoren verwendet.

Sicherheitshinweise

Bortrifluorid ist sehr giftig und stark ätzend.

Wichtige BF₃-Addukte

Beispiel für ein Bortrifluorid-Addukt: BF₃-Ammoniak

• BF₃-Methanol
• BF₃-Phenol
• BF₃-Dibutylether
• BF₃-Diethylether
• BF₃-Dimethylether
• BF₃-THF (Tetrahydrofuran)
• BF₃-Essigsäure
• BF₃-Acetonitril
• BF₃-Dihydrat
• BF₃-Phosphorsäure